页岩气储层压裂改造技术

《页岩气储层压裂改造技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第18卷第4期油气地质与采收率VoI．18．NO．42011年7月PetroleumGeologyandRecoveryEficiencyJul_20l1·油气钻采工程·页岩气储层压裂改造技术孙海成，汤达祯，蒋廷学，罗勇(1．中国地质大学(北京)能源学院，北京100083；2．中国石化工程技术研究院，北京100101；3．中国石油青海油田勘探事业部，甘肃敦煌736200)摘要：通过资料调研，分析了页岩气的储层特征：页岩气藏储层中的页岩既是烃源岩也是储层，普遍富含有机质；页岩气藏储气类型以自由气和吸附气为主，吸附气以吸附状态赋存在干酪根和粘土颗粒的表面；页岩矿物组分复杂，渗透率极低，天

2、然裂缝较发育。介绍了国外不同页岩气藏储层压裂改造工艺及相关配套技术：北美页岩气藏开发形成了以水平井完井和分段压裂为主的主体技术，以滑溜水和复合压裂液为主的压裂液体系，以分段多簇射孔、快速可钻式桥塞封隔、微地震裂缝监测和大规模连续混配的配套技术。中国页岩气资源量达20x10～30x10，开发潜力巨大，通过了解和学习国外页岩气开发现状和技术，从而加快中国在页岩气成藏理论、构造背景、地质成因、生储盖理论、开发方式、压裂改造技术及相关配套工具等方面的研究步伐，尽快实现中国页岩气的商业化开发。关键词：页岩页岩气藏储层分段多簇射孔体积改造同步压裂中图分类号：TE375文献标识码：A文章编号：10

3、09—9603(2011)04—0090—04进入2O世纪90年代，国外页岩气发展迅猛，尤厚度大，可预见性强，地层规模大，天然裂缝比较发其是北美地区页岩气勘探效果良好，开发技术逐步育，因此，页岩气井初期产量不高，但稳定生产后持趋于成熟。全球页岩气资源量为456．24X10挖m，续时间将较长o。“J。总体上页岩储层呈现矿物组其中美国的页岩气资源量达到14×10挖～20×10分复杂、储层物性极差及天然裂缝发育等特征。m。2009年美国页岩气产量约为900×10m。，超1．1岩性及矿物组分复杂过中国常规天然气年产量。页岩气的勘探开发使美不同页岩的岩性和矿物组分不同(图1)，页岩国天然气储量

4、增加了40％，2010年页岩气产量超过气储层所含的石英矿物、碳酸盐岩矿物和粘土矿物了天然气总产量的15％，页岩气已经成为美国的主不同，储层岩石的脆性程度不同(图2)，所采取的压力气源之一。而中国页岩气在构造背景、地质成裂改造工艺技术也不同。若石英矿物含量高则储层因、生储盖理论、开发方式等方面的研究相对滞后，的脆性特征明显，压裂时容易实现脆性断裂形成网目前总体还处于勘探发现阶段。了解北美地区页岩状裂缝，更容易实现体积改造¨。粘土矿物含量高气储层的开发特点和成功经验，有助于加快中国页则储层塑性特征较明显，压裂改造难度大，容易形成岩气开发进程，早日实现中国页岩气商业化开发。对称双翼缝。碳酸

5、盐岩矿物含量是判断裂缝发育的一项重要指标，碳酸盐岩矿物通常以充填方式1储层特征存在于裂缝中，其含量高，说明储层裂缝比较发育，60页岩是粘土岩的一种，是由粘土物质经压实、脱50水、重结晶作用后形成的，具有页状或薄片状层理，o30页岩气藏既是烃源岩又是储层，普遍富含有机20质。页岩气藏中的天然气既有自由气，又有吸霎10附气，其开采机理相对复杂。页岩气藏渗透率极低0(0．0001xlO～～0．000001×10一m)，释放天然气的速度很慢，但是大多高产页岩层分布相对平缓，图1国外3种页岩不同岩性的矿物组成收稿H期：2011—05—17。作者简介：孙海成，男，工程师，在读博士研究生，从事储层

6、改造与油藏模拟等研究。联系电话：l3466757056，E—mail：shd)560@l63．O1

7、1爆金项目：国家重大专项“复杂地层储层改造关键技术研究”(2011ZX05031—004)。第18卷第4期孙海成等．页岩气储层压裂改造技术504O2北美页岩气储层压裂改造技术^3O2O页岩气储层的压裂改造不同于常规气藏，页岩lO气储层射孔后依靠自身能量无法达到工业气流，故0必须压裂投产。另外，改造期间的压裂模式、加砂规Barnett0~岩l{aynesv

8、lle更岩w00df0rd页岩页岩类型模均与常规压裂不同，页岩气储层改造主要目的是在沟通天然微裂缝系统的同时形成新的水力裂缝，图2国

9、外3种页岩的脆性特征以尽量增大改造体积。经过几十年的发展，北美地富含碳酸盐岩的地层在压裂时沿着这些充填裂缝容区目前已经形成以直井分层压裂、水平井分段压裂易形成网状裂缝从而实现体积改造。例如Barnett为主的页岩气开发技术。页岩富含碳酸盐岩和硅质，天然裂缝比较发育，具有2．1直井连续油管分层压裂技术脆性特征，易于压裂，压裂时会产生复杂缝网，压裂较早的页岩气开发主要在浅层，完井方式为直后产量较高引。再如加拿大的WCSB页岩，类似海井，一般采用连续油管、水力喷